JP2008298094A - ブレーキディスクの製造方法及びブレーキディスク - Google Patents

Abstract

【課題】外周角部の面取りを行うための金型構造を複雑にすることなく、該金型により面取りを行ったときに発生する***部を極力小さくして、ブレーキディスクの外観を向上可能なブレーキディスクの製造方法及びブレーキディスクを提供する。
【解決手段】車輪と一体に回転するブレーキディスクの製造方法であって、ブレーキディスクのアウターロータープレート２の外周形状を、プレス成形により径方向の凹凸の繰り返し形状とする外周プレス工程と、外周プレス工程で成形された繰り返し形状を有するアウターロータープレート２の外周縁の角部２ｄに、繰り返し形状に対応して角部２ｄに当接する斜面１２ａであって、型押し方向に対する傾斜角度θが１０°以上、３０°未満の斜面１２ａを設けた金型１２を押圧し、角部２ｄを塑性変形させることにより繰り返し形状を有するアウターロータープレート２に面取り面６を成形する面取り工程とを備えた。
【選択図】図７

Description

本発明は、自動二輪車等に用いられるディスクブレーキ装置のブレーキディスクにおいて、外周形状が径方向の凹凸の繰り返し形状であるブレーキディスクの製造方法及びブレーキディスクの改良に関するものである。

ディスクブレーキ装置は、小型かつ軽量であること、吸収エネルギーが大きいこと及び制動力が安定していること等から、自動二輪車、乗用車又は小型トラック等のブレーキ装置として広く用いられている（例えば、特許文献１参照。）。このようなディスクブレーキ装置の主要構成部品として、ブレーキディスクがある。ブレーキディスクは、車輪と一体に回転して、このブレーキディスク両面へのブレーキパッドの押圧による制動力を前記車輪に伝達すると共に、制動時に生じる前記ブレーキパッドとの摩擦熱の放熱機能を有するものである。ブレーキディスクの外周形状として、通常多用される円形のもの（例えば、特許文献１参照。）の他に、径方向の凹凸の繰り返し形状であるもの（例えば、特許文献２及び特許文献３参照。）がある。

前記外周形状が径方向の凹凸の繰り返し形状であるブレーキディスクは、放熱性向上及び軽量化並びに意匠性向上等の観点から好ましいものであるが、このような外周形状のブレーキディスクはブレーキパッドの磨耗が大きいことや成形するための加工コストが上昇するという問題点がある。特に、安全面及び意匠面等の配慮から、ブレーキディスク外周縁の角部に面取り面を形成する場合において、外周形状が径方向の凹凸の繰り返し形状であるため、ＮＣ工作機械等の高価な加工機や専用の加工機等により長時間にわたる加工を行う必要がある。したがって、前記面取り面形成のための加工コストが大幅に上昇することになる。このようなことから、前記外周形状が径方向の凹凸の繰り返し形状であるブレーキディスクにおいては、前記放熱性向上及び軽量化並びに意匠性向上等の特徴を備えながらも、制動性能の耐久性面、製造コスト面から実用性に欠けるという問題点があった。

そこで、前記のような問題点を解決するため、ブレーキディスクのロータープレートの外周形状を、プレス成形により径方向の凹凸の繰り返し形状とする外周プレス工程と、外周プレス工程で成形された繰り返し形状を有するロータープレートの外周縁の角部に、繰り返し形状に対応して角部に当接する斜面を設けた金型を押圧し、角部を塑性変形させることにより繰り返し形状を有するロータープレートに面取り面を成形する面取り工程とを備えてなるブレーキディスクの製造方法も提案されている（例えば、特許文献４参照。）。

また、板材をプレス抜きしてディスクブランクを製作し、このディスクブランクの打抜端面におけるダレ及びカエリをコイニング型により面取りするブレーキディスクの製造方法において、前記コイニング型として、ダレやカエリを面取りすることにより形成される***部を押える押さえ面を設けたものが提案されている（例えば、特許文献５参照。）。

特開２００３−７４６０４号公報 意匠登録第１１７９０５８号公報 国際公開第０４／０４２２４７号パンフレット 国際公開第２００５／０５４７０３号パンフレット 特開２００６−１４２３６３号公報

前記特許文献４記載のブレーキディスクの製造方法では、ブレーキディクスの外周角部に斜面を圧接させて、ダレやカエリのみを面取りするので、面取り工程で用いる金型として簡易な構成のものを採用できる。しかし、実際にブレーキディスクを製作してみると、ダレやカエリを面取りするために、外周の角部に斜面を押圧したときに、斜面の押圧方向の先端側に肉が寄せられて、側方へ突出する***部が形成され、この***部によりブレーキディスクの外観が低下という問題があることがわかった。例えば押圧方向に対する斜面の傾斜角度を、面取り角度として広く採用されている４５°に設定すると、０．１３３ｍｍもの高さの***部が形成され、ブレーキディスクの意匠性が低下する。一方、特許文献５記載の製造方法では、***部を押さえ込む押さえ面をコイニング型に形成しているが、この押え面はコイニング型の型押し方向に沿って配置されており、しかも***部は高さが０．１ｍｍ程度の比較的低いものなので、ブレーキディスクの外形精度のバラツキなどにより、***部を押さえ込めないことがある。また、コイニング面だけでなく、***部を押え込む押え面を精度良く形成する必要があることから、コイニング型の構成が複雑になりその製作コストが高くなるという問題がある。

本発明の目的は、外周角部の面取りを行うための金型構造を複雑にすることなく、該金型により面取りを行ったときに発生する***部を極力小さくして、ブレーキディスクの外観を向上可能なブレーキディスクの製造方法及びブレーキディスクを提供することである。

本発明に係るブレーキディスクの製造方法は、車輪と一体に回転するブレーキディスクの製造方法であって、前記ブレーキディスクのロータープレートの外周形状を、プレス成形により径方向の凹凸の繰り返し形状とする外周プレス工程と、前記外周プレス工程で成形された繰り返し形状を有するロータープレートの外周縁の角部に、前記繰り返し形状に対応して前記角部に当接する斜面であって、型押し方向に対する傾斜角度が１０°以上、３０°未満の斜面を設けた金型を押圧し、前記角部を塑性変形させることにより前記繰り返し形状を有するロータープレートに面取り面を成形する面取り工程とを備えたものである。

この製造方法では、外周プレス工程により、プレス装置を用いて前記径方向の凹凸の繰り返し形状を加工できると共に加工時間を短縮できるため、放熱性向上、軽量化、慣性モーメントの低減及び製造コストの上昇の抑制が可能なブレーキディスクを実現することができる。また、前記面取り工程により、プレス装置を用いて前記繰り返し形状を有するロータープレートに面取り面を成形できると共に加工時間を短縮できるため、取り扱い時の安全性向上及び製造コストの抑制が可能なブレーキディスクを実現することができる。さらに、該面取り面を形成することにより該ブレーキディスクに押圧されるブレーキパッドの磨耗量を抑制することになるので、制動性能を維持向上することができる。さらにまた、前記凹凸の繰り返し形状及び面取り面の外観により意匠性の向上が可能なブレーキディスクを実現することができる。また、型押し方向に対する斜面の傾斜角度を１０°以上、３０°未満に設定しているので、角部を綺麗に面取りできるとともに、面取りするときに発生する***部の高さをブレーキディスクの意匠性を低下させない程度に低く且つ小さくできる。更に、斜面の角度を適正に設定するだけなので、面取りのための金型の製作コストが高くなることもない。

ここで、前記ブレーキディスクの製造方法において、前記外周プレス工程で用いる抜き金型のポンチとダイス間のクリアランスをロータープレートの板厚の８％以上１０％以下に設定することが好ましい実施の形態である。このようにポンチとダイスのクリアランスを設定することで、ダレやカエリの少ない綺麗な打抜端面のロータープレートを製作することができる。

前記ブレーキディスクの製造方法において、前記面取り工程で用いる金型の斜面の外形を、前記ポンチの外形と相似形で且つポンチの外形よりも大きな外形に設定することができる。斜面の外形はポンチの外形と同じ大きさに設定することも可能であるが、ポンチの外形よりも多少大きな外形に設定すると、ロータープレートの外周角部を斜面の途中部に載せてロータープレートを金型にセットすることができ、面取り用の金型に対するロータープレートの位置合わせ及び据付の作業が容易になる。

前記ブレーキディスクの製造方法において、前記面取り工程後に、前記繰り返し形状を構成している凸部先端側の一部を、前記ロータープレートの回転中心と同心の円の円弧に合わせて機械加工し、その角部に前記金型による面取り面に連続する面取り面を削成する外周削成工程とを備えることが好ましい。この場合には、前記外周削成工程により、旋盤等を用いて前記凸部先端側の一部等を加工できると共に加工時間を短縮できるため、製造コストの抑制を図りつつ前記ロータープレートの最大外径部分の形状精度及び回転時の振れ精度を向上することができる。また、前記機械加工による高精度加工により、ブレーキパッドの磨耗量の抑制効果と意匠性をさらに向上することができる。

また、このブレーキディスクの製造方法において、前記面取り工程及び前記外周削成工程の間に、前記ロータープレートの制動表面及び制動裏面を硬化させるための熱処理を行う熱処理工程を備えることも好ましい実施の形態である。この場合には、前記ロータープレートの耐磨耗性向上により、ディスクブレーキ装置の長期にわたる信頼性を向上することができる。

前記ブレーキディスクの製造方法において、前記面取り工程では、前記外周プレス工程のプレス成形により前記ロータープレートの外周縁の角部がだれていない側の角部のみに対して、前記金型により面取り面を成形することも好ましい実施の形態である。このように構成すると、前記ロータープレートの取り扱い時の安全性を確保しつつ生産性を向上して製造コストの上昇をさらに抑制することができる。

前記ブレーキディスクの製造方法において、前記面取り工程が、前記外周プレス工程で成形された繰り返し形状を有するロータープレートの外周縁の角部に、前記繰り返し形状に対応して前記ロータープレート全周にわたり前記角部に当接する斜面であって、型押し方向に対する傾斜角度が１０°以上、３０°未満の斜面を設けた金型を押圧し、前記角部を塑性変形させることにより前記繰り返し形状を有するロータープレート全周にわたって面取り面を成形することも好ましい実施の形態である。この場合には、製造コストの上昇をさらに抑制することができる。

前記ブレーキディスクの製造方法において、前記面取り面の面取り長さを、前記外周プレス工程による前記ロータープレートの外周縁の角部のダレの大きさに合わせてなるものが好ましい。この場合には、統一した印象により意匠性を高めることができる。また、該製造方法により製造されるブレーキディスクに押圧される両側のブレーキパッドの磨耗量を減少させることができると共に、該両側のブレーキパッドの磨耗量を略均一にすることができる。

本発明に係るブレーキディスクは、車輪と一体に回転するブレーキディスクであって、前記ブレーキディスクのロータープレートの外周縁に径方向に凹凸する凹凸部を周方向に沿って繰り返して形成し、前記凹凸部の角部に、プレス成形により、板厚方向に対する傾斜角度が１０°以上、３０°未満の面取り面を設けてなるものである。

したがって、このブレーキディスクでは、放熱性向上、軽量化、慣性モーメントの低減及び取り扱い時の安全性向上を図ることができると共に製造コストの上昇を抑制することができる。また、該面取り面を形成することにより該ブレーキディスクに押圧されるブレーキパッドの磨耗量を減少させることができる。さらに、前記凹凸の繰り返し形状及び面取り面の印象により意匠性の向上を図ることができる。また、板厚方向に対する面取り面の傾斜角度を１０°以上、３０°未満に設定しているので、ロータープレートの外周の角部を綺麗に面取りできるとともに、面取りするときに発生する***部の高さをブレーキディスクの意匠性を低下させない程度に低く且つ小さくできる。更に、面取りのための金型の斜面の角度を適正に設定するだけでよいので、該金型の製作コストが高くなることもない。

ここで、前記ブレーキディスクにおいて、前記凹凸部の凸部の先端部に、凸部先端側の一部を前記ロータープレートの回転中心と同心の円の円弧に合わせて削成してなる削成外周面を形成し、この削成外周面の角部に削成により形成した面取り面を、前記プレス成形による面取り面に連続させて設けることができる。この場合には、放熱性向上、軽量化、慣性モーメントの低減及び取り扱い時の安全性向上を図ることができると共に製造コストの上昇を抑制することができる。また、前記凹凸の繰り返し形状及び面取り面の印象により意匠性の向上を図ることができる。さらに、前記ロータープレートの最大外径部分の形状精度及び回転時の振れ精度を向上することができる。

前記ブレーキディスクにおいて、前記凹凸部をプレス成形により形成し、凹凸部の角部がだれていない面側にプレスによる面取り面を形成し、凹凸部の角部がだれている面側を前記車輪に対する取付け面となすことも好ましい実施の形態である。この場合には、ブレーキディスクの意匠性の低下を防止しつつ、製造コストの上昇をさらに抑制することができる。

前記ブレーキディスクにおいて、前記面取り面の面取り長さを、前記プレス成形による前記ロータープレートの外周縁の角部のダレの大きさに合わせることも好ましい実施の形態である。この場合には、統一した印象により意匠性を高めることができる。また、該ブレーキディスクに押圧される両側のブレーキパッドの磨耗量を減少させることができると共に、該両側のブレーキパッドの磨耗量を略均一にすることができる。

本発明に係るブレーキディスクの製造方法によれば、外周プレス工程により、プレス装置を用いて前記径方向の凹凸の繰り返し形状を加工できると共に加工時間を短縮できるため、放熱性向上、軽量化、慣性モーメントの低減及び製造コストの上昇の抑制が可能なブレーキディスクを実現することができる。また、前記面取り工程により、プレス装置を用いて前記繰り返し形状を有するロータープレートに面取り面を成形できると共に加工時間を短縮できるため、取り扱い時の安全性向上及び製造コストの抑制が可能なブレーキディスクを実現することができる。さらに、該面取り面を形成することにより該ブレーキディスクに押圧されるブレーキパッドの磨耗量を抑制することになるので、制動性能を維持向上することができる。さらにまた、前記凹凸の繰り返し形状及び面取り面の外観により意匠性の向上が可能なブレーキディスクを実現することができる。また、型押し方向に対する斜面の傾斜角度を１０°以上、３０°未満に設定しているので、角部を綺麗に面取りできるとともに、面取りするときに発生する***部の高さをブレーキディスクの意匠性を低下させない程度に低く且つ小さくできる。更に、斜面の角度を適正に設定するだけなので、面取りのための金型の製作コストが高くなることもない。

本発明に係るブレーキディスクによれば、放熱性向上、軽量化、慣性モーメントの低減及び取り扱い時の安全性向上を図ることができると共に製造コストの上昇を抑制することができる。また、該面取り面を形成することにより該ブレーキディスクに押圧されるブレーキパッドの磨耗量を減少させることができる。さらに、前記凹凸の繰り返し形状及び面取り面の印象により意匠性の向上を図ることができる。また、板厚方向に対する面取り面の傾斜角度を１０°以上、３０°未満に設定しているので、ロータープレートの外周の角部を綺麗に面取りできるとともに、面取りするときに発生する***部の高さをブレーキディスクの意匠性を低下させない程度に低く且つ小さくできる。更に、面取りのための金型の斜面の角度を適正に設定するだけでよいので、該金型の製作コストが高くなることもない。

図１は、本発明の実施の形態に係るブレーキディスクの構成例を示す斜視図であり、フローティングブレーキディスクの場合を示している。ブレーキディスク１は、アウターロータープレート２、図示しない車輪への取付け孔３ａ，３ａ・・・を備えたインナーロータープレート３、アウターロータープレート２及びインナーロータープレート３を連結するフローティングピン４，４・・・により構成される。インナーロータープレート３のみが、取付け孔３ａ，３ａ・・・を用いてボルトにより前記車輪に固定され、アウターロータープレート２は前記車輪に固定されない。このように、前記車輪への取付け部分であるインナーロータープレート３と図示しないブレーキパッドが押圧される摩擦部分であるアウターロータープレート２とが独立しているため、前記摩擦熱によるアウターロータープレート２の伸縮変形による反りが抑制される。したがってブレーキパッドによるアウターロータープレート２の押圧動作が安定すること等の特徴を有するものである。

また、アウターロータープレート２及びフローティングピン４，４・・・は、例えばステンレス等の金属製であり、インナーロータープレート３は、例えばアルミニウム合金等の金属製である。前記のとおりインナーロータープレート３は、前記摩擦熱の影響を受けにくいため、軽量化を主目的として熱膨張率が比較的大きいアルミニウム合金を用いることができる。なお、アウターロータープレート２の寸法は、例えば、外径は３００ｍｍ程度、厚さは６ｍｍ程度である。さらに、アウターロータープレート２の前記ブレーキパッドの当接面である制動表面２ａ及び制動裏面２ｂには、耐磨耗性向上のために該制動面を硬化させる高周波焼入れ等の熱処理が施されている。

図２は、アウターロータープレート２の外周形状の説明図である。また、図３は、アウターロータープレート２の外周部を拡大して示した斜視図である。アウターロータープレート２の外周形状５は、径方向の凹凸（凹部５ａ及び凸部５ｂ）の繰り返し形状であると共に、図２のように、前記車輪の回転中心、すなわちアウターロータープレート２及びインナーロータープレート３の回転中心と同心の円Ａの円弧と一部が重なっている。アウターロータープレート２のこのような形状により、表面積の増大による放熱性向上、軽量化及び慣性モーメントの低減並びに意匠性向上が図られている。なお、アウターロータープレート２の外周の径方向の凹凸の繰り返し形状における該凹凸のピッチ（凹凸の個数）、凹部５ａの形状や深さ等は、前記表面積の増大による放熱性向上、軽量化及び慣性モーメントの低減並びに意匠性向上の観点から、適宜設定することができる。また、アウターロータープレートの内周形状を径方向の凹凸の繰り返し形状としてもよい。

また、アウターロータープレート２の外周縁の角部、すなわち、前記車輪に対向する面である制動裏面２ｂの外周側の角部及び前記制動裏面２ｂの反対面である制動表面２ａの外周側の角部には、少なくとも前記制動表面２ａの外周側の角部に面取り面６が形成されている。このような面取り面６の形成により、取り扱い時の安全性を高めることができると共に、後述するようにブレーキパッドの磨耗量を減少させることができる。また、前記制動表面２ａの角部になるべく均一な面取り面６を成形することは、特に自動二輪等に用いられた場合において外部から良く見える部分であるため、意匠性の観点からも好ましいといえる。さらに、アウターロータープレート２には、前記車輪の回転軸方向の多数の抜き孔２ｃ，２ｃ・・・が形成されており、表面積の増大による放熱性の向上、軽量化、慣性モーメントの低減による制動性の向上、磨耗屑及び泥よけ性の向上、並びに意匠性の向上が図られている。

図４は、本発明の実施の形態に係るアウターロータープレートの製造工程例を示す説明図である。先ず、例えばステンレス製の板状素材をプレスにより打ち抜いてアウターロータープレート２の基となる円板ＣＰを成形する（工程（ａ））。次に、前記円板ＣＰの内側をプレスにより打ち抜いてアウターロータープレート２の内径側の形状を成形する（工程（ｂ））。次に、前記円板ＣＰにアウターロータープレート２の前記抜き孔２ｃ，２ｃ・・・をプレス成形する（工程（ｃ））。

次に、アウターロータープレート２の外周形状５、すなわち径方向の凹凸（凹部５ａ及び凸部５ｂ）の繰り返し形状である、例えば略波形又は略台形の繰り返し形状をプレス成形する（外周プレス工程（ｄ））。より具体的には、図５に示すように、円板ＣＰをダイス１０上にセットし、ダイス１０とポンチ１１とで、アウターロータープレート２の外周形状５を、円板ＣＰの外周部の打ち抜きにより成形する。このとき、図６（ａ）に示すように、ダイス１０とポンチ１１間のクリアランスＣは、円板ＣＰの切断切口の形態を良好に維持するため、円板ＣＰの板厚Ｔの８％以上１０％以下に設定することになる。また、円板ＣＰを打ち抜くとき、円板ＣＰの切断部分は図６（ｂ）に示すように変形しながら切断され、打ち抜いた後の円板ＣＰの外周部には、図６（ｃ）に示すように、そのポンチ１１側の角部２ｄにカエリが形成され、ダイス１０側の角部２ｅにダレが形成される。

図７は、アウターロータープレート２の外周縁の角部２ｄへの面取り面６の成形方法を示す断面図であり、図７（ａ）は面取り面６の成形前の状態、図７（ｂ）は面取り面６の成形後の状態、図７（ｃ）は面取り面まわりの諸元を示している。また、図８は、アウターロータープレート２の外周縁の角部に面取り面６を成形するための金型の部分断面斜視図である。アウターロータープレート２の外周縁の角部２ｄに面取り面６を成形するための金型１２には、図４の外周プレス工程（ｄ）により成形されたロータープレートの前記径方向の凹凸の繰り返し形状に対応してアウターロータープレート２全周にわたり前記角部２ｄに当接する斜面１２ａが設けられている。

したがって、前記繰り返し形状を有するアウターロータープレート２の外周縁の角部２ｄに、前記繰り返し形状に対応してアウターロータープレート２全周にわたり前記角部２ｄに前記金型１２の斜面１２ａを押圧し、前記角部２ｄを塑性変形させることにより前記繰り返し形状を有するアウターロータープレート全周にわたって面取り面６を一括成形することができる（図４中の面取り工程（ｅ））。

斜面１２ａの型押し方向に対する傾斜角度θは、１０°以上、３０°未満に設定されている。斜面１２ａの傾斜角度θが１０°未満の場合には、面取り面が広くなり過ぎて意匠性が低下し、３０°を超える場合には、図７（ｃ）に示すように、斜面１２ａの押し付け方向の前側に形成される***部２ｆが大きくなりすぎて、アウターロータープレート２の意匠性が低下するので、１０°以上、３０°未満に設定することが好ましい。尚、***部２ｆは、例えばその高さｈが０．０６ｍｍ以上になると目視にて容易に確認が可能になり、アウターロータープレート２の意匠性を低下させるので、０．０６ｍｍ未満の高さになるように設定することが好ましい。

ここで、斜面１２ａの傾斜角度θと***部２ｆの高さｈの関係を調べるために行った試験について説明する。
試験片として、自動二輪車の前輪側のブレーキディスクと、後輪方のブレーキディスクを用いた。斜面１２ａの傾斜角度θをθ＝４５°に設定した場合と、θ＝２５°に設定した場合における、***部２ｆの高さｈと面取り面６の板厚方向の長さＬ２の関係を、１０枚のブレーキディスクについてそれぞれ測定し、その最大値と最小値、平均値と標準偏差σと３σを求め、表１に示すような結果を得た。

表１から分かるように、傾斜角度４５°の場合には、***部２ｆの高さｈが平均で０．１ｍｍ以上もあり、目立つのに対して、傾斜角度２５°の場合には、０．００５ｍｍ未満であり、殆ど目立たなくなっていることがわかる。

斜面１２ａの外形は、ポンチ１１の外形と相似形で且つポンチ１１の外形よりも大きな外形に設定することが好ましい。斜面１２ａの外形をポンチ１１の外形と同じ、即ち、斜面の外端部に角部２ｄが配置されるように構成することも可能であるが、図７（ａ）に示すように、斜面１２ａの途中部に角部２ｄを位置させた状態で、面取り面６を形成すると、金型１２に対するアウターロータープレート２の位置決めが容易になるので好ましい。

このように、図４の外周プレス工程（ｄ）後の、アウターロータープレート２の複雑な外径形状に対して、図４の面取り工程（ｅ）により、面取り面６を一括成形してもよいし、又は、複数回に分けて成形してもよく、加工時間及び加工コストを大幅に低減することができる。

また、金型１２の斜面１２ａは、必ずしもアウターロータープレート２の外周縁の角部２ｄ全周にわたる傾斜面である必要はなく、前記全周の一部のみに当接するものであってもよい。ただし、金型１２の斜面１２ａがアウターロータープレート２の外周縁の角部２ｄ全周にわたる傾斜面である場合は、前記のとおり面取り面６の成形が可能であるため、加工時間及び加工コストの低減効果が大きい。さらに、金型１２は一体である必要はなく、分割金型であってもよい。

前記面取り面６は、アウターロータープレート２の制動表面２ａ及び制動裏面２ｂの両面に形成してもよいが、図７のように、先行するプレス加工で角部２ｅにダレが生じている場合は、当該ダレがアウターロータープレート２の取り扱い時の安全性を阻害しないので、当該ダレの面取りは省略してもよい。ただし、前記のとおり、アウターロータープレート２の制動表面２ａの角部には必ず面取り面６を成形する。したがって、前記角部２ｅのダレをアウターロータープレート２の制動裏面２ｂに生じるようにすれば、図４の面取り工程（ｅ）による面取り面６の成形はアウターロータープレート２の制動表面２ａの角部のみでよく、さらに加工時間及び加工コストを低減することができる。しかも取り扱い時における安全面及び意匠面で劣ることもない。

次に、アウターロータープレート２の制動表面２ａ及び制動裏面２ｂ両面の前記ブレーキパッド当接面には、耐磨耗性向上のために該制動面を硬化させる高周波焼入れ等の熱処理を施す。この熱処理工程は図４中には示していない。

図９は、前記熱処理後のアウターロータープレート２の外周形状の凸部５ｂの先端側の一部を旋削、切削又は研削等の機械加工により削成する例を示す断面図である。前記熱処理後のアウターロータープレート２の外周形状の凸部５ｂの一部は、前記アウターロータープレート２の回転中心と同心の円Ａの円弧（図２参照。）に合わせて機械加工により削成され、削成外周面７が形成される。また、該機械加工により生じた角部も機械加工により削成され、図９のように面取り面６ａ，６ａが形成される（図４の外周削成工程（ｆ））。

このように前記熱処理後に、アウターロータープレート２の外周形状の凸部５ｂの先端側の一部の削成を行うことにより、前記熱処理により生じたひずみ変形分も含めて機械加工されるため、加工後のアウターロータープレート２の外周形状の最大外径部分の形状精度及び回転時の振れ精度を向上することができる。また、図４の面取り工程（ｅ）により成形した面取り面６と同様の面取り面６ａを、前記凸部５ｂの先端側の一部の削成により面取り面が無くなった部分に形成することができるため、取り扱い時の安全性の向上及び前記面取り面６及び６ａの統一した印象により意匠性を高めることができる。また、図４の外周削成工程（ｆ）は、前記アウターロータープレート２の回転中心と同心の円Ａの円弧（図２参照。）に合わせて行う機械加工であり、簡単な形状の加工であるため、加工時間及び加工コストを抑制することができる。特に旋削によれば、加工時間及び加工コストの抑制効果が高い。

図１０は、アウターロータープレートの外周縁の角部に形成する面取り面の面取り長さによるブレーキパッドの磨耗量の変化を示す図であり、本測定は、自動車技術者協会規格の耐久強度試験（JASO C 419-89の7.2項）に準ずるものである（設定減速度は１．２Ｇ）。また、ディスク１のアウターロータープレート２の制動表面２ａ及び制動裏面２ｂに当接する両側のブレーキパッドの磨耗量の測定位置は、該両側のブレーキハッドがアウターロータープレート２の凹部５ａを挟む位置として、アウターロータープレート２の回転方向に対してブレーキパッドの入側、出側及び該入側と出側の中央それぞれの径方向の内側、中央及び外側とした。すなわち、前記アウターロータープレート２の入側、中央及び出側それぞれの径方向３点を測定位置とし、前記両側のブレーキパッドの計１８点の測定を行った。図１０のブレーキパッド磨耗量は、前記入側、中央及び出側の制動表裏面の測定結果を示している。

なお、該磨耗量の測定においては、ブレーキパッドの当接面方向の面取り長さＬ１及び該角部から外周端面Ｅ方向の面取り長さＬ２（図７（ｃ）参照。）を０．３ｍｍ（Ｃ０．３），０．５ｍｍ（Ｃ０．５），０．７ｍｍ（Ｃ０．７），１．０ｍｍ（Ｃ１．０），１．５ｍｍ（Ｃ１．５）と変化させ、該凹部５ａに面取り面を形成しない場合（Ｃ０）も含めて測定した結果を示している。

図１０より、面取り面を形成しない場合（Ｃ０）と比較して、前記面取り長さを０．３ｍｍとした場合（Ｃ０．３）で、２０％ないし３０％程度の磨耗量の減少効果があり、前記面取り長さを０．５ｍｍとした場合（Ｃ０．５）で、３０％ないし４５％程度の磨耗量の減少効果があることがわかる。また、前記面取り長さが０．５ｍｍより大きく、０．７ｍｍ（Ｃ０．７），１．０ｍｍ（Ｃ１．０）、１．５ｍｍ（Ｃ１．５）となるとブレーキパッドの磨耗量の減少効果が略頭打ちになることがわかる。なお、前記面取り長さが大きすぎると（例えば、前記面取り長さが２．０ｍｍより大きくなると）、ブレーキパッドの幅よりも該ブレーキパッドに当接するアウターロータープレート２の制動表裏面の幅が狭くなり、ブレーキパッドの偏磨耗が起きるので、望ましくない傾向にある。

このような面取り面形成によるブレーキパッドの磨耗量の減少効果及び意匠性向上効果並びにパッドの偏磨耗等を考慮して、該面取り面の面取り長さを、アウターロータープレートの外周縁の角部からブレーキパッド当接面方向の面取り長さＬ１及び該角部から外周端面方向の面取り長さＬ２を０．１ｍｍ以上２．０ｍｍ以下とするのが好ましい。また、該面取り長さＬ１及びＬ２を、前記外周プレス工程によるアウターロータープレート２の外周縁の角部のダレに相当する程度として、該ダレの大きさに合わせてもよい。このように、前記面取り長さを前記ロータープレートの外周縁の角部のダレの大きさに合わせれば、統一した印象により意匠性を高めることができる。また、該製造方法により製造されるブレーキディスクに押圧される両側のブレーキパッドの磨耗量を減少させることができると共に、該両側のブレーキパッドの磨耗量を略均一にすることができる。

また、図１０に示したブレーキパッドの磨耗量の測定結果より、主にブレーキパッドの磨耗量を効果的に減少させるという観点から、該面取り面の面取り長さを、アウターロータープレートの外周縁の角部からブレーキパッド当接面方向の面取り長さＬ１及び該角部から外周端面方向の面取り長さＬ２を、０．１ｍｍ以上１．０ｍｍ以下とするのが好ましく、０．２ｍｍ以上０．７ｍｍ以下とするのがより好ましい。

なお、以上の説明においては、図４の外周削成工程（ｆ）により機械加工を行う場合を説明したが、要求される仕様等によっては外周削成工程（ｆ）の機械加工を行わずに、外周プレス工程（ｄ）によるプレス加工によってアウターロータープレートの外形を所望の最終形状に成形してもよい。

また、以上の説明においては、フローティングブレーキディスクの場合について説明したが、本発明はフローティングブレーキディスクへの適用に限定されるものではなく、アウターロータープレート及びインナーロータープレートを分離・独立させずに一体のロータープレートとした、リジッドブレーキディスクに適用することもできる。

本発明の実施の形態に係るブレーキディスクの構成例を示す斜視図であり、フローティングブレーキディスクの場合を示している。 アウターロータープレートの外周形状の説明図である。 アウターロータープレートの外周部を拡大して示した斜視図である。 本発明の実施の形態に係るアウターロータープレートの製造工程例を示す説明図である。 外周プレス工程におけるダイスとポンチの断面図である。 ダイスとポンチを用いてアウターロータープレートの外周部を凹凸形状に打ち抜くときの過程を示す説明図であり、（ａ）は打ち抜き前の状態を示す断面図、（ｂ）は打ち抜き途中の状態を示す断面図、（ｃ）は打ち抜き後のアウターロータープレートの外端部の断面図である。 アウターロータープレートの外周縁の角部への面取り面の成形方法を示す断面図であり、（ａ）は面取り面の成形前の状態、（ｂ）は面取り面の成形後の状態、（ｃ）は面取り面まわりの諸元を示している。 アウターロータープレートの外周縁の角部に面取り面を成形するための金型の部分断面斜視図である。 熱処理後に行うアウターロータープレートの外周形状の凸部の先端側の一部を機械加工により削成する例を示す断面図である。 アウターロータープレートの外周縁の角部に形成する面取り面の面取り長さによるブレーキパッドの磨耗量の変化を示す図である。

１ ブレーキディスク ２ アウターロータープレート
２ａ 制動表面 ２ｂ 制動裏面
２ｃ 抜き孔 ２ｄ 角部
３ インナーロータープレート ３ａ 取付け孔
４ フローティングピン ５ 外周形状
５ａ 凹部 ５ｂ 凸部
６ 面取り面 ６ａ 面取り面
７ 削成外周面 １０ ダイス
１１ ポンチ １２ 金型
１２ａ 斜面 ＣＰ 円板
Ｅ 外周端面

Claims (12)

1. 車輪と一体に回転するブレーキディスクの製造方法であって、前記ブレーキディスクのロータープレートの外周形状を、プレス成形により径方向の凹凸の繰り返し形状とする外周プレス工程と、前記外周プレス工程で成形された繰り返し形状を有するロータープレートの外周縁の角部に、前記繰り返し形状に対応して前記角部に当接する斜面であって、型押し方向に対する傾斜角度が１０°以上、３０°未満の斜面を設けた金型を押圧し、前記角部を塑性変形させることにより前記繰り返し形状を有するロータープレートに面取り面を成形する面取り工程とを備えてなるブレーキディスクの製造方法。
2. 請求項１において、前記外周プレス工程で用いる抜き金型のポンチとダイス間のクリアランスをロータープレートの板厚の８％以上１０％以下に設定したブレーキディスクの製造方法。
3. 請求項２において、前記面取り工程で用いる金型の斜面の外形を、前記ポンチの外形と相似形で且つポンチの外形よりも大きな外形に設定したブレーキディスクの製造方法。
4. 請求項１〜３のいずれかにおいて、前記面取り工程後に、前記繰り返し形状を構成している凸部先端側の一部を、前記ロータープレートの回転中心と同心の円の円弧に合わせて機械加工し、その角部に前記金型による面取り面に連続する面取り面を削成する外周削成工程とを備えてなるブレーキディスクの製造方法。
5. 請求項４において、前記面取り工程及び前記外周削成工程の間に、前記ロータープレートの制動表面及び制動裏面を硬化させるための熱処理を行う熱処理工程を備えてなるブレーキディスクの製造方法。
6. 請求項１〜５のいずれかにおいて、前記面取り工程では、前記外周プレス工程のプレス成形により前記ロータープレートの外周縁の角部がだれていない側の角部のみに対して、前記金型により面取り面を成形するブレーキディスクの製造方法。
7. 請求項１〜６のいずれかにおいて、前記面取り工程が、前記外周プレス工程で成形された繰り返し形状を有するロータープレートの外周縁の角部に、前記繰り返し形状に対応して前記ロータープレート全周にわたり前記角部に当接する斜面であって、型押し方向に対する傾斜角度が１０°以上、３０°未満の斜面を設けた金型を押圧し、前記角部を塑性変形させることにより前記繰り返し形状を有するロータープレート全周にわたって面取り面を成形するものであるブレーキディスクの製造方法。
8. 請求項１〜７のいずれかにおいて、前記面取り面の面取り長さを、前記外周プレス工程による前記ロータープレートの外周縁の角部のだれの大きさに合わせてなるブレーキディスクの製造方法。
9. 車輪と一体に回転するブレーキディスクであって、前記ブレーキディスクのロータープレートの外周縁に径方向に凹凸する凹凸部を周方向に沿って繰り返して形成し、前記凹凸部の角部に、プレス成形により、板厚方向に対する傾斜角度が１０°以上、３０°未満の面取り面を設けてなるブレーキディスク。
10. 請求項９において、前記凹凸部の凸部の先端部に、凸部先端側の一部を前記ロータープレートの回転中心と同心の円の円弧に合わせて削成してなる削成外周面を形成し、この削成外周面の角部に削成により形成した面取り面を、前記プレス成形による面取り面に連続させて設けてなるブレーキディスク。
11. 請求項９又は１０において、前記凹凸部をプレス成形により形成し、凹凸部の角部がだれていない面側にプレスによる面取り面を形成し、凹凸部の角部がだれている面側を前記車輪に対する取付け面となしたブレーキディスク。
12. 請求項９〜１１のいずれかにおいて、前記面取り面の面取り長さを、前記プレス成形による前記ロータープレートの外周縁の角部のだれの大きさに合わせてなるブレーキディスク。
    

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